什么是暗物质

有关暗物质的故事可以分成两部分。首先，什么是暗物质，什么是暗物质，有证据可以证实它的存在。其次，是关于它究竟是什么的解释。

什么是暗物质（什么是暗物质和反物质）

为什么宇宙需要暗物质？

从对宇宙大尺度结构的观察中得出结论：宇宙在开放和封闭之间是严格平衡的。这个平衡需要一定数量的物质来完成。我们称之为M。

通过研究大爆炸的核合成可以估计出宇宙的总重子物质。这是通过将当下观测到的宇宙的He/H比率与早期高温阶段中存在的重子物质的数量联系起来实现的，什么是暗物质，当时大部分氦都是由重子物质产生的。一旦宇宙的温度降到中子-质子质量差以下，中子就开始衰变为质子。如果早期的重子密度很低，那么在大量中子衰变之前，质子很难找到一个中子来制造氦，而中子衰变的数量不足以解释如今看到的氦的数量。因此，通过测量如今的He/H比值，可以估算出大爆炸后不久所需的重子密度，从而估算出如今重子的总数。我们需要0.05M的总重子物质来解释已知的轻同位素比例。所以宇宙总质量的1/20是重子物质。

什么是暗物质和反物质

浩瀚无垠的宇宙是一个物质组成的世界，庞大的星系，绚丽的星云，发光的恒星，都是由微小的物质粒子构成，它们结合形成了如今我们所看到的宇宙样貌。

按照目前的宇宙学模型研究表明，我们所能看到的一切物质其实仅占整个宇宙的百分之4.6，还有百分之24是无法看不见的（剩余的则是暗能量），这些看不见的物质被称为暗物质。暗物质和普通物质最大的区别就是它完全不可见，那么科学家究竟是如何发现它们的呢！

我们知道在17世纪，著名科学家艾萨克-牛顿对引力现象进行了总结归纳，并提出了“万有引力定律”，该定律指出：引力的大小与各个物体的质量之积成正比例，与它们之间的距离的平方成反比。通过万有引力定律我们可以轻松地计算出天体的引力，以及知道他们的运行规律。

什么是暗物质和暗能量

但是随着理论发展，问题来了。它的预测里，没有能被测量的东西，而测量是实验科学的基础。更糟的是，这个理论根本不对。不过，希腊伟大的哲学家留基伯，在公元前5世纪，提出了有史以来最久经考验的理论：我们能看到的一切都由一种叫原子的看不见的微粒组成。这个理论简单而优美，而且比起四元素学说，它更有希望被证实。几个世纪的科学思考和实验证实了真实的物质，比如氢、碳、或者铁，都能被分解成原子。留基伯的理论中，原子是物质最小的组成部分，就像氢、碳、或者铁。留基伯理论中唯一的错误，就是原子其实仍然可分。而且人们发现，他的理论只能解释宇宙组成的一小部分。宇宙中看似常见的物质，事实上相当稀少。留基伯的原子，什么是暗物质，以及它们的组成其实只占了宇宙的5%。